水泥生產(chǎn)過程中,，涉及到多種窯爐爐型，又要用到大量耐火材料制品,，尤其是各種類型,、尺寸的耐火磚制品。因此,，熟知水泥工業(yè)用耐火磚的種類及理化指標(biāo),，成為耐火材料生產(chǎn)（供應(yīng)商）、制品采購(gòu)（采購(gòu)商）以水泥生產(chǎn)（工程師）所必備的一門知識(shí),。那么,，本文就由此展開。

一般將含鋁量大于48%的硅酸鋁系耐火材料統(tǒng)稱為高鋁質(zhì)耐火材料,，以其為主要原料的制品成為高鋁質(zhì)耐火材料制品,。

1、高鋁質(zhì)耐火材料的主要礦物

高鋁質(zhì)耐火材料的礦物組成主要為剛玉,、莫來石和玻璃相,。就成分而言，各種礦物的鋁含量如下：

低莫來石材料：Al2O348%～60%

莫來石材料：Al2O361%～70%

莫來石—?jiǎng)傆癫牧希篈l2O371%～80%

剛玉—莫來石材料：Al2O381%～90%

剛玉材料：Al2O3＞90%

2,、高鋁質(zhì)耐火材料的主要性能

GB2988-2004《高鋁磚》對(duì)于一般用途的高鋁磚作出了明確的規(guī)定,。理化指標(biāo)為：

磚的尺寸容許偏差及外觀（mm）

水泥窯用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚是指以高鋁礬土熟料為骨料和細(xì)粉，磷酸或磷酸鋁為結(jié)合劑,，經(jīng)半干法壓制成型,，在400℃～600℃溫度下進(jìn)行熱處理，化合而成的供水泥窯用高鋁質(zhì)耐火制品,。對(duì)此,，JC350-93《水泥窯用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚》作了詳細(xì)的規(guī)定。

制品按結(jié)合劑分為兩個(gè)品種,。高鋁質(zhì)磚（簡(jiǎn)稱磷酸鹽磚）,，結(jié)合劑為濃度42.5%～50.0%的磷酸鹽溶液，代號(hào)為P，鎖縫磚代號(hào)為PC,。磷酸鹽高鋁質(zhì)耐磨磚（簡(jiǎn)稱耐磨磚）,，結(jié)合劑為工業(yè)磷酸，工業(yè)氫氧化鋁配制成的磷酸鋁溶液,，摩爾比為Al2O3：P2O5=1：3.2,，代號(hào)為PA。

磷酸鹽直接結(jié)合高鋁磚,，其高溫狀態(tài)下強(qiáng)度較高,，掛窯皮能力中等，導(dǎo)熱系數(shù)較高,，熱震穩(wěn)定性較好,。在調(diào)試階段，開窯和停窯次數(shù)較多時(shí),，表現(xiàn)出較好的使用性能,。

莫來石是Al2O3—SiO2二元系統(tǒng)中唯一穩(wěn)定的二元礦物相。其化學(xué)組成為3Al2O3·2SiO2（簡(jiǎn)寫為A3S2）,，理論的鋁氧化物與硅氧化物的質(zhì)量比為71.88：28.12,。莫來石的熔點(diǎn)高，強(qiáng)度大,，熱膨脹系數(shù)小,，抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)。用純莫來石制成的耐火磚用于回轉(zhuǎn)窯的過渡帶,，表現(xiàn)出很高的荷重軟化溫度,，較高的高溫強(qiáng)度，膨脹系數(shù)小,，熱震穩(wěn)定性好,，抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)等一系列良好的使用性能。由于其掛窯皮性能不佳,，用于燒成帶效果不理想,。工業(yè)用的莫來石均是人工合成的。按熱加工方法分為少結(jié)合成莫來石和電熔合成莫來石,。

剛玉是指α晶體形態(tài)存在的Al2O3化合物,。理論組成為100%純凈的Al2O3，晶體為三方晶系,。以剛玉為主要原料制成的耐火制品,，其Al2O3含量不低于90%。剛玉質(zhì)耐火材料耐火度高,，高溫強(qiáng)度好,，耐磨性好,，抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，但熱膨脹率較高,，導(dǎo)熱系數(shù)也高。根據(jù)雜質(zhì)含量分為白色剛玉（幾乎含100%的Al2O3）和棕色剛玉,。白色剛玉幾乎很少用,。

是以特級(jí)高鋁礬土熟料和含氧化鋯的合成料為原料，按一定配比經(jīng)高壓成型制得的燒成制品,。產(chǎn)品具有耐高溫沖擊性能好,，熱態(tài)強(qiáng)度高，抗剝落能力強(qiáng),，抗堿及硫,、氯侵蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)，大量用于大型干法水泥窯的過渡帶及分解帶,。

堿性耐火材料及制品

鎂質(zhì)耐火材料及制品

鎂鉻耐火材料及其制品

是以鉻鐵礦石和燒結(jié)鎂砂為原料制取的耐火磚,。他的礦物主相是方美石和尖晶石，根據(jù)鉻鐵礦在原料中的數(shù)量是否超過50%的比例,，分別稱為鉻鎂磚和鎂鉻磚,。水泥行業(yè)主要使用鎂鉻磚。

建材行業(yè)《針對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯單獨(dú)制定了JC/T497-1992（96）《建材工業(yè)窯爐用直接結(jié)合鎂鉻磚》的標(biāo)準(zhǔn),，按理化性能分為五個(gè)牌號(hào),，按外觀品質(zhì)分三個(gè)等級(jí)。詳見下表,。

鎂鋁磚是以死燒的鎂砂和高鋁礬土熟料為原料生產(chǎn)的以方鎂石為主要晶相,，以鋁鎂尖晶石為結(jié)合相的鎂質(zhì)耐火材料制品。鎂鋁磚的化學(xué)組成MgO含量一般大于80%,，二Al2O3含量為5%～10%,。與鎂磚相比，其熱膨脹系數(shù)較低,，表現(xiàn)出良好的熱震穩(wěn)定性,，耐火度和荷重軟化溫度較鎂磚優(yōu)越。

以白云石為主要原料,，以MgO和CaO為主要成分的耐火材料制品稱之為白云石耐火制品,。由于鎂鉻磚在水泥回轉(zhuǎn)窯中易于硫元素發(fā)生反應(yīng)，生成物在存放中會(huì)形成有毒的Cr6+,，造成水源的污染,。因此在工業(yè)化國(guó)家，尤其是歐洲國(guó)家對(duì)鎂鉻磚的生產(chǎn)和使用作出了非常嚴(yán)格的限制,，并極力推薦采用白云石耐火磚作為水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶的耐火材料,。

白云石磚很高的耐火度和良好的抗堿侵蝕能力,、掛窯皮能力已被充分肯定。但白云石磚抗水化性能較差,，包裝和儲(chǔ)存成本較高,，砌筑到回轉(zhuǎn)窯上，稍不注意就會(huì)出現(xiàn)大幅度的性能下降,，甚至有水化完全報(bào)損,。目前在我國(guó)水泥回轉(zhuǎn)窯上還很少使用。

半穩(wěn)定化燒成鎂白云石磚以燒結(jié)白云石或燒結(jié)鎂白云石為原料,，也有采用合成白云石熟料的,，采用石蠟、焦油瀝青或聚丙烯等機(jī)壓成型后燒成,，再經(jīng)焦油浸漬,，以防止吸濕潮解水化。

黏土質(zhì)耐火制品是采用硬質(zhì)黏土熟料為主要原料,，配以軟質(zhì)黏土或半軟質(zhì)黏土為結(jié)合劑,，以半干法或可塑法成型，再1300℃～1400℃溫度下燒成制品,。其化學(xué)成分與高鋁土接近,，Al2O3含量通常為30%～48%。由于兼顧了耐火,、保溫,、抗化學(xué)腐蝕等多種性能，且價(jià)格便宜,，因而是產(chǎn)量最高,，應(yīng)用最廣的耐火制品。

GB4415-84《黏土質(zhì)耐火磚》中規(guī)定的黏土質(zhì)耐火磚的物理性能指標(biāo)如下圖：

中國(guó)建筑材料科學(xué)研究瑞泰高溫材料科技股份有限公司生產(chǎn)的CB20,，CB30隔熱耐堿磚分別用于2000t/d以下,，2000t/d以上的回轉(zhuǎn)窯，主要理化性能如下表：

是指有較高的耐火度,，但主要是有較好的隔熱能力的耐火制品,。其通常顯氣孔率大、體積密度小,，導(dǎo)熱系數(shù)低,，強(qiáng)渡低，耐火度也不如前述的耐火材料,。但它良好的隔熱特點(diǎn)決定了它在水泥窯爐上的廣泛應(yīng)用,。主要有黏土質(zhì)隔熱耐火磚，高鋁質(zhì)隔熱耐火磚和復(fù)合耐火磚,。

GB3994-83《粘土制隔熱耐火磚》所限定,，其形狀及尺寸應(yīng)符合通用耐火磚的規(guī)定,。其理化性能指標(biāo)如下：

高鋁質(zhì)隔熱耐火磚的技術(shù)要求，由GB3995-83《高鋁質(zhì)隔熱耐火磚》所限定,。其主要用于隔熱層和不受高溫熔融物料及腐蝕性氣體直接侵蝕的窯爐內(nèi)襯,。高鋁質(zhì)隔熱耐火磚依據(jù)體積密度來確定牌號(hào)，共分7個(gè)品種,。

回轉(zhuǎn)窯復(fù)合磚是采用高耐火度,、高強(qiáng)度的耐火材料和隔熱保溫材料，作為表面工作層和內(nèi)部保溫層的一種復(fù)合材料耐火磚,。這種磚分別利用不同門類的耐火材料之長(zhǎng)，避其所短,，是一種兼顧耐火與保溫復(fù)合性能要求的耐火磚,。其工作層具有適宜的抗剝落、抗堿性能,，而保溫層導(dǎo)熱系數(shù)較低,，有利于熱工設(shè)備的保溫。相對(duì)于采用兩種耐火磚來進(jìn)行砌筑,，其砌筑較方便,、工效高。從理化性能講,，適合應(yīng)用在回轉(zhuǎn)窯的預(yù)熱帶和安全帶,。